触動作の特徴抽出による化粧品の使用感評価

大阪大学大学院工学研究科 環境・エネルギー工学専攻

秋 山庸 子The correlation between tactile sensation and tactile movement during application of cosmetics is important because
tactile sensation is induced only by active handling. The aim of this study is to evaluate application feeling of skin careproducts objectively using motion analysis of human finger during application. The effect of the application velocity on
the sensory evaluation score was investigated. It was shown that the participants tends to apply the skin care products atthe velocity which they feel the most comfortable. Based on this result, change in the application velocity by changing
rheological property of the skin care product was studied. From these results, it was shown that motion analysis ofapplication is useful to evaluate tactile feelings of the skin care products. In the similar method, to establish the evaluation
method of tactile sensation of human hair, coincidence measurement of motion analysis and load measurements during
hair brushing and finger combing were performed. Change in load profile from root to tip of hair by application of haircare products was examined. Change in the maximum load by hair damage and treatment and its correlation with sensory
evaluation were also discussed. It was shown that the load during hair brushing which is considered to reflect the frictional
property of human skin surface is useful to evaluate tactile feelings of human hair. The rheological properties of hair careproducts mainly effects on the brushing load, whereas that of skin care products mainly effects on the velocity of application
movement.

１．緒

作の速度や特徴を抽出することにより，官能評価よりも客言観的であり，しかも化粧品の粘弾性などの物性測定と異な本研究は，スキンケア化粧品の塗布時の指の触動作，おり，生体と化粧品との相互作用を反映した化粧品の評価手よびヘアケア化粧品適用前後のブラッシング・手ぐし動作法として利用可能であると考える．本研究では，スキンケを対象に３次元動作解析を行い，動作速度や変位から特徴ア化粧品塗布時の塗布動作解析，およびヘアケア化粧品適となるパラメータを抽出することによって，化粧品の使用用前後のブラッシングの動作解析を行い，官能評価との相関感の新たな評価手法を構築することを目的とする．

を調べることにより，触動作解析を用いた化粧品の使用感

スキンケア・ヘアケア化粧品は，皮膚や頭髪の保湿や乾の新たな定量的評価手法について検討した結果を報告する．

燥からの保護などの効果のみならず，人間の触感を刺激し，２．実

それによって心地良さや爽快感を与える効果が期待される．
したがって，スキンケア製品塗布時の触感や，ヘアケア製

2. 1

験１）

スキンケア製品の塗布動作の解析

品適用後のくし通り・指通りの感覚は，QOL（生活の質）

20 代の被験者６名（男性２名，女性４名）を対象として向上をもたらす化粧品開発に欠かすことのできない因子でスキンケア製品塗布時の動作解析および官能評価を行った．

ある．しかし，これらの使用感は，専門パネルあるいは一被験者は志願者であり，事前に十分なインフォームドコン

般パネルによる官能検査による評価が一般的であり，化粧セントを行った．実験は全て気温 25±1.0℃，湿度 60±10

品の触感制御のためには，より客観的な評価手法の確立が％に保たれた部屋で行った．市販のスキンケア製品２種（ク必要である．

リーム状のものと乳液状のもの，いずれも O/W エマルシ

触感は「さわる」という能動的動作により惹起されるこョン）0.15 mL を，左手の前腕内側，肘線から約５cm の約とを考慮すると，その次の段階の研究として，触動作，官７-10 cm の範囲に塗布するという条件で行った．塗布は能特性，材料物性の相互の関連付けが必要である．特に化右手人差し指の第一関節部を用いて行った．実験開始前に

粧品のように，その変形挙動が時間依存性を持つ粘弾性材

赤外線マーカーを人差し指の第２関節と第３関節の間に配料の触感設計において，触動作は重要な情報となる．触動

置し，マーカーの動きを３次元運動解析システム（Movetr/3D，㈱ライブラリ）によって塗布時の人差し指の動作をEffects of Tactile Movement Speed onTactile Feeling

追跡した．また触圧測定は，ELF システム（ニッタ株式会社）を用いて，人差し指の指先にセンサーを配置し測定しYoko Akiyama

た．測定の概要を図１に示す．

Graduate School of Engineering,
Division of Sustainable Energy andEnvironmental Engineering, OsakaUniversity

2. 2２）

毛髪ブラッシング速度・反力測定

全ての実験は全て気温 25±1.0℃，湿度 60±10％に保た− 95 −

コスメトロジー研究報告 Vol.18, 2010

れた部屋で行った．ブラッシング動作解析と毛髪にかかるリング速度は 50 msec であった．測定の概要を図２に示す．

反力評価を同時に行うため，毛髪サンプル（長さ 30cm, 10３．結ｇの中国人毛）を小型万能試験機（EZ-test，島津製作所）の引張試験ユニットに固定した．小型万能試験機のロード

3. 1

果

スキンケア製品の塗布速度の測定

セルは 50N のものを使用した．ロードセルの変位速度を 0

スキンケア製品の触感の違いが塗布速度に与える影響にに設定した状態でブラッシングを行い，そのときの反力をついて検討するため，粘性率の異なる市販のクリーム状乳測定した（測定分解能約 0.0025 N）．毛髪サンプルは未処

液状の，いずれも O/W エマルションである２種のスキン理毛，ブリーチ処理毛（2.5％アンモニア，６％過酸化水素

ケア製品について，塗布動作の解析を行った．２種のスキを含む２剤式ブリーチ剤にて未処理毛を 25℃・30 分の処

ンケア製品の往路・復路の塗布動作速度の代表的な結果を理を３回行ったもの），未処理毛に市販のヘアケア剤２種

図３に示す．往路・復路それぞれの最大塗布速度の５回分をそれぞれ使用したもの（ヘアワックス0. 5ｇを塗布，ヘアスの平均値を求め，往路・復路それぞれについて調べた．被プレーを約３秒間全体に吹付したもの）を用いた．毛髪サ

験者によって塗布速度に大きな違いがあったため，各被験ンプルのブラッシングを複数の被験者に行ってもらい，３者について２種のスキンケア製品の塗布速度の比較を行っ次元動作解析システム（Move-tr/3D，㈱ライブラリ）を用た．その結果，被験者６名のうち５名において，粘性率のいたブラッシング速度の測定と合わせ，その時の反力を同比較的低い乳液において往路塗布速度の有意な増加が見ら時測定した．動作解析については，くしおよびブラシの背れたが，往路の塗布速度で有意差が見られたいずれの被験面に赤外線マーカーを配置してその動きを追跡した．動作者も，復路には有意差が見られなかった．このことは，化解析のサンプリング速度は 1/30s，最大誤差は 0.57 mm で粧品の物性の違い，特に粘性率の減少が主に往路の塗布速あった．動作解析のサンプリング速度は 1/30 s，最大誤差度の増加として反映されていることを示している．これは，は 0.57 mm であった．また手ぐし時の反力測定も同条件で皮膚表面における塗布時の化粧品の流動特性の違いに起因行い，ブラッシング時と比較を行った．反力測定のサンプすると考えられる．

図１

触動作と触圧の同時測定− 96 −

図２

毛髪のブラッシング反力・動作の同時測定

図３

スキンケア製品の塗布速度（**p<0.01）

触動作の特徴抽出による化粧品の使用感評価

このようにして測定した塗布速度がどのような官能評価試験機の引張試験ユニットに固定した毛髪サンプルのブラ項目に対応しているかを調べるため，塗布速度と官能評価

ッシングを複数の被験者に行ってもらい，ブラシの背面に結果との相関を調べた．官能評価は各試料について，評価赤外線マーカーを配置し，３次元動作解析システムを用い項目ごとに SD 法により１−５の５段階で評価した．官能てブラッシング速度を測定した．このような測定系で動作評価スコアと上記の方法で求めた往路・復路の塗布速度おと反力の同時測定を行った．

よび塗布長さとの相関をまとめたものを表１に示す．伸び毛髪の処理によりブラッシング速度が変化することをのよさ，なめらかさ，しっとり感，ぴちぴち，の各評価ス予想したが，いずれのサンプルでもブラッシング速度はコアが塗布速度と正の相関を持ち，その多くがせん断力を50 cm/s 前後であり，サンプル間でほとんど有意な差は見加えたときの抵抗が小さいことに関連する官能値であるとられなかった．それに対して反力には明らかな違いが見らいえる．一方，膜厚感，べたべた，ぱさぱさ，の各評価れた．横軸に反力，縦軸にブラシの Z 軸方向の変位をとり，スコアが塗布速度と負の相関を示した．これらはいずれも，未処理の毛髪とヘアスプレー処理後の結果をプロットした

せん断力を加えたときの抵抗が大きいことに関連する官能ものを図４に示す．この図において，Z 軸座標が 45 cm 付値であるといえる．また，往路の速度のほうが復路の速度近の位置が毛髪サンプルの根元であり，10 cm 付近が毛先に比較して高い相関を示した．このことは，往路では指先に対応している．未処理の毛髪では根元付近と毛先付近での動きによってスキンケア製品を塗り伸ばしているが , 復２つのピークが見られるが，ヘアスプレーで処理した場合，路は塗布動作というよりはむしろ，指が初期位置に戻るた

根元から中間部にかけて増加し，その後毛先にかけて減少めの戻り動作としての役割が大きいことを示唆している．

する傾向が見られた．特に毛先でのピークが未処理のものと比較して消失していることが分かり，これはヘアケア製

3. 2

毛髪ブラッシング速度と反力の同時測定品による毛先の絡まりの解消を反映していると考えられる．

未処理，ブリーチ毛，市販のヘアスプレーやヘアワック

スキンケア製品の場合と同様に，官能評価と動作・反力スで処理した毛髪について，ブラッシング時に毛髪に加わパラメータの相関を調べた結果を表２に示す．ここで反力る反力とブラッシング動作の同時測定を行った．小型万能の積分値とは，１回のブラッシングごとに反力を距離につ

表１

スキンケア製品の塗布速度と官能評価の相関（*p<0.05）

伸びのよさ
なめらかさ
油っぽさ
みずみずしさ
膜厚感
べとつき
しっとり感
すべすべ
ぎとぎと
ぴちぴち
べたべた
さらさら
ぱさぱさ
総合評価
嗜好

往路最大速度 復路最大速度
0.32
0.42
0.21
0.31
0.03
ｰ 0.050.26
0.28
ｰ 0.30ｰ 0.33ｰ 0.04ｰ 0.120.65 ＊
0.64 ＊
0.14
0.19
0.05
ｰ 0.030.420.45
ｰ 0.26
ｰ 0.33ｰ 0.03ｰ 0.01
ｰ 0.34ｰ 0.350.14
0.18
ｰ 0.21
ｰ 0.15

表２

塗布長さ
0.17
0.140.07
ｰ 0.15
0.22
0.23
0.00
0.05
ｰ 0.26
ｰ 0.390.23
ｰ 0.09ｰ 0.060.32
0.23

図４ 未処理毛髪とヘアスプレー処理毛髪におけるブラシの変位とブラッシング反力の関係

毛髪のブラッシング反力・速度と官能評価の相関

反力最大値（５回の平均値）
反力最大値の標準偏差
反力積分値（５回の平均値）
反力積分値の標準偏差
速度最大値（５回の平均値）
速度最大値の標準偏差

くし通り しなやかさ さらさら感
ｰ 0.01
ｰ 0.03ｰ 0.340.21
ｰ 0.22ｰ 0.47ｰ 0.060.17
ｰ 0.290.02
ｰ 0.11
ｰ 0.33ｰ 0.020.33
ｰ 0.14ｰ 0.070.00
ｰ 0.29− 97 −きしみ
ｰ 0.100.11
ｰ 0.25ｰ 0.10ｰ 0.20ｰ 0.42

ぬるつき0.46
ｰ 0.12
0.49
0.05
0.29
ｰ 0.04ぱさつき
ｰ 0.300.09ｰ 0.05
ｰ 0.23ｰ 0.04ｰ 0.04

コスメトロジー研究報告 Vol.18, 2010

いて積分したものであり，ブラッシングに必要な運動エネ

一方，毛髪ブラッシング実験においては，被験者は毛髪サルギーに相当する．傾向としてくし通りは最大反力およびンプルの状態に関わらず速度が一定になるようにブラッシ

その標準偏差と負の相関，きしみは最大速度の標準偏差とングしているため，摩擦力の寄与が大きいと考えられる反正の相関，ぬるつきは最大反力と正の相関を示し，これら力にヘアケア製品による明確な影響が見られたと考えられの傾向はおよそ妥当な結果といえる．したがって，毛髪のる．

触感の客観化のために速度・反力の測定が有用である可能

以上のように，指先やブラシによって物体を触る動作に性が示された．また，相関係数は全体的に反力のパラメーおいて，毛髪ブラッシングと皮膚への塗布の場合で触動作タのほうが大きい傾向にあった．以上のことから，毛髪のの特徴が異なる，すなわちそれぞれが，触対象の状態に関ブラッシング時の反力により，毛髪のくし通りを定量的にわらず速度がほぼ同じである動作と，反力がほぼ同じであ評価できる可能性が示された．

る動作である可能性が示された．

４．考

察

５．総括

以上の結果について，大まかな傾向をまとめると，毛髪本研究では，皮膚へのスキンケア製品の塗布，および毛ブラッシングの場合は触感が主に反力に反映される傾向が髪へのヘアケア製品の噴霧あるいは塗布が触感に及ぼす影得られ，スキンケア製品塗布の場合は触感が主に塗布速度

響について，人が皮膚あるいは毛髪をさわる際の動作解析に反映される傾向が得られた．このようにそれぞれの動作と反力測定を用いて，触動作の特徴抽出を行い，官能評価に特徴的な傾向が表れたことについて考察する．との相関を調べることによって，触感を客観的に示すため

３）

神川ら は流体潤滑剤を塗布した表面の摩擦特性が固体の新たな指標の構築を試みた．
皮膚へのスキンケア製品塗布の場合 , 塗布速度が官能値潤滑状態と流体潤滑状態が混在した状態であると考え，摩に影響していることがわかった．このことはスキンケア製擦力が式（1）のように表されると述べている．
式（1）品のレオロジー特性，特に動的粘弾性に深く関わっている

ここで，F は摩擦力，μ は境界潤滑部における動摩擦係と考えられ，今後も検討を続けていく予定である．一方毛数，W は法線力，U は物体表面間の相対速度 ,η は流体の髪の場合，反力によって触感が評価できる可能性が示され

粘性率，a, b は境界潤滑・流体潤滑のそれぞれの寄与に依たが，皮膚と異なる点として，毛髪と化粧品の相互作用の存する係数である．

みならず，毛髪どうしの相互作用，さらには指やくしと毛F =μaW +ηbU

本研究の場合は皮膚および毛髪のほとんどの部分が化粧髪の相互作用も検討する必要があることが挙げられる．こ品に覆われているとすると，流体潤滑の寄与が大きいと考のことに関してはトライボロジーの観点からの検討がなさえられるため，式（1）の第２項の寄与が大きいと考えられれ始めているが，系をどのように単純化して物理モデルをる．この式から，図５に示すように，摩擦力 F は相対速度構築するか，さらには微視的特性とどのように関係付けるU に比例し , その傾きは粘性率 η に依存して変化する．本かが今後の課題になると考えられる．今回の結果から，ス

実験結果から，スキンケア製品を塗布する場合，被験者はキンケア製品，ヘアケア製品の触感の評価において，触動サンプルの種類に関わらず往路の指先の摩擦力が同じにな作の特徴抽出が有用であることが示されたため，今後触感るようにスキンケア製品を塗布しているため，サンプルにの客観化とともに，その物理的背景の検討を行っていく予

よって塗布速度に大きな違いが現れた可能性が考えられる．

定である．
（参考文献）
１）秋山庸子，泉佳伸，西嶋茂宏，触動作の特徴抽出による化粧品の使用感評価〜スキンケア製品の塗布動作〜

日本化粧品技術者会誌 43（2）95 -100（2009）．
２）秋山庸子，松江由香子，土井佑介，泉佳伸，西嶋茂宏，触動作の特徴抽出による化粧品の使用感評価 - 毛髪ブラッシング動作の解析 -，日本レオロジー学会誌 37（3）129-134（2009）．
３）神川康久 , 野々村美宗 , 前野隆司 , 皮膚上塗布物のトラ
イボロジー特性と触感の関係 , 日本機械学會論文集 . C
編 Vol.73, No.730, pp.1827-1833,（2007）．

図５ 皮膚へのスキンケア製品塗布と毛髪のブラッシングにおける摩擦特性− 98 −